耐高过载延期电雷管的设计

为提高延期电雷管耐冲击性能,对其加载作用过程进行了分析,对加固与缓冲结构、耐冲击延期技术进行了研究,并采用应力分解和对发火、传火、延期元件加固设计,环形储气空间设计,对其进行了设计。高冲击加载试验结果表明,该设计方法耐加速度冲击高于1×105g,可提高延期性能。     

起爆药等离子体感度研究

半导体桥产生的等离子体起爆火工药剂时,存在起爆难易问题,即不同起爆药对等离子体的感度不同。通过研究示波器采集半导体桥引爆起爆药时的信号,获取了半导体桥释放能量、电压-时间曲线中二次峰持续时间、光信号出现时间以及电压断开时间等数据,并利用D最优化法程序对数据进行了处理。结果表明:斯蒂芬酸铅、叠氮肼镍、硼/铅丹由半导体桥产生的焦耳热引燃;苦味酸铅,叠氮化铅,硝酸肼镍,斯蒂芬酸钡由等离子体引燃,其感度顺序是:苦味酸铅叠氮化铅斯蒂芬酸钡硝酸肼镍。     

粘合剂对钨系延期药抗过载性能的影响

为研究不同粘合剂对钨系延期药抗过载性能的影响,分别采用氟橡胶、硝化棉、酚醛树脂作为粘合剂,对成型的延期药柱力学性能进行了测试,使用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置对延期管进行高过载试验,并通过工业CT观察过载后药柱结构损伤情况,对过载前后延期药的延期时间做了比较.结果表明:氟橡胶造粒药剂的弹性模量最小,硝化棉造粒延期...     

延期体抗高加速度过载的结构加固性能研究

本文应用Hopkinson压杆试验技术和仿真模拟的方法,研究了5种不同管壳尺寸的延期体在6~17万个g值的加速度过载作用下的延期性能.比较了加载前后不同尺寸延期体的燃速变化,分析不同尺寸的延期体抗过载的性能.实验结果表明:增加延期体管壳长度,延期体抗加速度过载的加固效果不明显;增加延期体管壳外径,经高过载加载后延期体燃速散布范围小,延期药抛撒量减少,变形量减少,抗高过载能力效果明显.     

延期体抗高加速度过载的界面加固性能研究

通过在延期体端面放置纸质垫片的途径来实现界面加固,采用Hopkinson加载试验技术和非线性数值模拟的方法对B/BaCrO4延期体上的应力波传播特性、抗过载界面加固特性进行了研究.研究结果表明:纸垫可以有效地衰减作用到延期体上的应力波,减小延期体的变形量,提高应力/应变分布均匀性,增强延期体的抗过载能力.延期体两个端面加固的效果优于一个端面的加固,应力波输出端加固性能优于应力波输入端加固性能.两端加固的纸垫厚度增加,延期体发生塑性变形的值相对变小.     

强闪光烟火药过载能力的实验研究

采用大落锤冲击装置模拟研究了强闪光烟火药的过载能力。实验结果表明:强闪光烟火药在装药密度为1.9×103kg.m-3,实验加载应力653 MPa,装药长度为40 mm时承受的过载为8.59×105g(g=10 m.s-2);在加载应力小于653 MPa范围内,强过载产生的热点不能引燃该强闪光药柱。原因可能是(1)强闪光烟火药中氧化剂的热分解温度和可燃物的着火点很高,难以诱发反应;(2)装药质量得到很大改善,热点产生源减少;(3)压药过程使得KC lO4和铝粉的接触面积增大,热点源产生的热量可以通过金属颗粒较迅速向其周围传递,以致热点熄灭。     

SCB传热模型及点火能量验证

以电容放电的方式研究了半导体桥(SCB)点火过程与药剂之问可能存在的能量作用形式.设计了不同的点火实验,有针对性地验证了等离子体对药剂的冲击作用和渗透热作用.从等离子体存在形式出发,利用等离子体传热理论,初步建立了等离子体传热模型.对斯蒂芬酸铅(LTNR)、叠氮肼镍(NHA)和硝酸肼镍(NHN)进行单颗粒球形传热模型的Fourier分析和数值模拟,并对三种药剂进行了SCB点火实验.LTNR、NHA、NHN三种药剂的最低点火电压分别为11,15,39 V.点火实验结果表明,药剂的导热系数影响SCB点火属性,导热系数小的药剂对应的最低点火电压也小.结合模拟的结果得到了SCB等离子体点火中,渗透热作用为主要能量作用形式的结论.     

基于空气炮和分离式霍普金森压杆的火工品高加速度力学过载模拟试验等效方法研究

针对分离式霍普金森压杆(SHPB)试验无法用加速度描述其对火工品的影响问题,利用空气炮和SHPB试验后所得的半导体桥火工品轴向应变、作用时间和芯片发火能量等结果,将空气炮试验的加速度等效至SHPB试验的子弹速度上,获得了SHPB试验的子弹速度与加速度的等效方程。建立了基于SHPB试验的火工品加速度力学过载模拟试验方法。     

爆炸箔起爆器桥箔夹角优化设计

为了确定桥箔夹角对爆炸箔起爆器能量利用率的影响,设计并用离子刻蚀法制备了30°、45°、60°、75°和90°共5种不同夹角的桥箔,研究了其电爆炸性能。结果表明:在同一充电电压下,夹角为45°桥箔的爆发电流和峰值电流最大;爆发电流密度与飞片速度关系的分析及爆发功率和爆发时间与峰值电流时间差的比较显示,45°夹角的桥箔有能量利用率较高和发火能量较低的良好性能。     

装药参数对爆炸箔起爆器性能的影响

为研究HNS-Ⅳ装药参数对爆炸箔起爆器(EFI)性能的影响,测试了不同装药参数的EFI在不同放电电压下的作用时间.结果表明,装药密度为理论最大密度(TMD)的90%时,EFI起爆感度最高,作用时间最短,当装药密度为60%TMD和98%TMD时,EFI的起爆感度很低;装药密度为90%TMD时,装药直径在一定范围内对EFI起爆感度及作用时间基本没有影响.     

SHPB实验加载方式对PBX炸药力学响应的影响研究

高聚物粘结剂炸药(PBX)炸药的损伤本构关系是炸药安全性研究的重要基础课题之一。研究PBX炸药的损伤本构关系需要建立在准确获取和认识PBX炸药的动态力学响应基础之上。为此,针对某PBX炸药的SHPB实验,详细探讨加载方式的细节设计对PBX炸药力学响应的影响。通过采用不同应变加速度、不同加载脉宽以及重复加载等方法,分析了不同加载条件对PBX炸药力学响应的影响,并获得了一系列不同加载脉宽、不同加载应变率的应力应变曲线。采用扫描电镜观察回收试样最终损伤形态,分析了PBX炸药动态单轴压缩下的损伤发展过程及其在应力应变关系上的表现。结果表明:应变加速度过大仍会对PBX炸药形成一定的冲击加载,造成额外损伤;经历动态单轴压缩后破坏的试样表现为晶体多次穿晶断裂甚至碎裂;典型PBX炸药的损伤本构关系可从微裂纹的产生、稳定扩展,穿越晶界失稳扩展来描述。     

高聚物粘结炸药模拟材料动态变形破坏的实验研究

采用分离式霍普金森压杆(SHPB)加载装置对高聚物粘结炸药(PBX)模拟材料进行动态拉伸和压缩加载。利用高速摄影装置记录材料动态变形破坏过程,结合数字散斑相关技术,对不同加载条件下的位移场和应变场进行了分析,对PBX模拟材料动态变形破坏现象和机理进行了分析。实验结果和理论分析基本吻合,验证了数字散斑相关方法用于PBX模拟材料动态测量的可行性。     

改性双基推进剂高低应变率下压缩特性试验研究

在室温20 益下,利用分离式霍普金森压杆( SHPB) 和材料万能试验机进行了某改性双基推进剂高低应变率下压缩试验,并对SHPB 试验数据有效性进行了检验,获得了1. 1 伊10 -4 ~4 伊 103 s-1应变率范围内的真实应力-应变曲线。试验结果表明:改性双基推进剂具有明显的应变率相关性。低应变率下,真实应力-应变曲线表现为初始弹性段、屈服及应变强化段和急剧下降阶段, 最后表现为试件沿45毅~55毅斜面发生破坏,且破坏应力和破坏应变均随着应变率增加而增加;高应变率下,真实应力-应变曲线的应变强化阶段消失,表现为应变软化效应。改性双基推进剂的初始弹性模量和屈服应力均随着应变率的增加而增加,且动态相比准静态下增加更加显著。屈服应力为应变率对数的双线性关系,且高应变率下比低应变率下表现出更显著的应变率敏感性。     

羧甲基纤维素叠氮化铅微装药压力与密度关系试验研究

微尺寸下的压药压力与装药密度的关系是微机电系统(MEMS)引信装药密度、装药量及其爆轰特性研究与设计的基础性能参数。本实验采用容积法对微尺寸0.9mm和常规尺寸5.28mm直径的羧甲基纤维素叠氮化铅(简称羧铅)压药压力与装药密度的关系进行了研究,分别得到两种尺寸装药的拟合公式及其关系曲线,由此得出微尺寸与一般尺寸的压药压力与装药密度关系存在不同,其原因可能为冲头与管壳配合的摩擦力不同,同时得到了两种装药孔隙率和应力之间的关系。     

烟火药水下燃烧高温粒子与水作用的气泡动力学模型

为研究烟火药水下燃烧高温粒子与水作用的声辐射特性,基于传热传质理论,推导了单个Al₂O₃高温粒子与水作用的气泡动力学模型,计算得到了气泡半径和半径增长速度随时间变化的关系曲线,并将气泡半径计算结果与文献结果进行比较。结果表明,随着时间的增加,Al₂O₃高温粒子不断冷却,气泡半径不断增加,但增长速度越来越缓慢,计算结果与文献结果吻合较好。     

两种粒度叠氮化铅半导体桥点火特性研究

用半导体桥(Semiconductor Bridge,SCB)研究了点燃两种不同粒度(细化5～15μm和结晶300μm)的叠氮化铅(LeadAzide,LA)所需的电压、电流和光信号。结果表明:细化LA被SCB点燃时,其出光时间早于SCB二次峰结束时间,而结晶LA出光时间要晚于SCB二次峰结束时间。随SCB点火电压增加,SCB二次峰的持续时间以及出光时间均缩短。由D-最优化法所得两种LA点火数据显示:细化LA的最小发火电压是结晶LA的50%。     

微气孔球扁药之空气、溶剂蒸汽成孔机理

球扁药的多孔结构能改变其燃烧时的传热、传质方式,同时降低弧厚和增大燃面,从而实现火药在武器中的快速燃烧。针对微气孔球扁药中微气孔的形成原因,提出了空气、溶剂蒸汽、悬浮介质水等几种可能的成孔因素。通过排除或弱化水成孔因素,分别采用静置脱泡和快速升温方法,并测量堆积密度、用扫描电镜观察药粒剖面结构等表征手段,验证了球扁药制备工艺中空气、溶剂蒸汽成孔机理。结果表明:空气是微气孔球扁药成孔的一个因素,但影响很小,可以忽略,孔随机分布在球扁药中;溶剂蒸汽不是微气孔球扁药成孔的因素,快速驱溶不会造成球扁药的多气孔化,但能沿径向改变球扁药密度。     

无补偿式单出杆磁流变阻尼器的力学性能研究及其建模

针对自主研制的适用于爆炸冲击震动环境下的无补偿式单出杆磁流变阻尼器,研究其不同工作状态对力学性能的影响,并通过对双曲正切滞回模型增加表达惯性力项进行修正建立力学模型。结果表明,这种磁流变阻尼器不存在偏置力,其耗能能力与最大阻尼力均随着电流、活塞速度的增加而增大,但它们之间为非线性关系。利用最小二乘法与单纯形法相结合的方法对力学模型进行两步辨识,使得搜索空间的维数由5下降为2,提高了参数辨识的效率。对比力学性能试验数据与经参数辨识后的力学模型证实,所提出的力学模型能够很好地模拟无补偿式单出杆磁流变阻尼器的力学性能。